CN108507743A - 一种基于lmd的冲击响应谱时域信号合成的方法及装置 - Google Patents

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CN108507743A CN201810105839.XA CN201810105839A CN108507743A CN 108507743 A CN108507743 A CN 108507743A CN 201810105839 A CN201810105839 A CN 201810105839A CN 108507743 A CN108507743 A CN 108507743A
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Abstract

本发明涉及一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法及装置，所述方法包括：获取实测冲击信号的各PF信号分量的时间‑频率分布特性曲线中各采样时刻对应的采样频率；对所述采样频率进行聚类处理，获取各聚类中心对应的时间‑频率分布特性曲线；对所述各聚类中心对应的时间‑频率分布特性曲线的幅值进行修正；利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间‑频率分布特性曲线合成冲击响应谱时域信号；本发明提供的技术方案，通过基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法合成的冲击响应谱时域信号，具有较好的平坦度且波动较小，能够更好的模拟实际冲击环境。

Description

一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法及装置
技术领域
本发明涉及动力学环境的冲击响应谱时域波形合成领域，具体涉及一种基于 LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法及装置。
背景技术
冲击试验是考核产品的结构和功能在非重复性冲击环境下的适应性的一种 试验方法，冲击试验通常是给定具有一定容差范围的冲击响应谱作为实验条件。 在实验室的条件下，广泛使用振动台进行冲击模拟实验。
目前，传统的生成冲击响应谱时域信号的方法主要是经典波形法和波形综合 法。其中的波形综合法是以等效损伤为依据，根据冲击响应谱对应的时域波形合 成的方法与原理，通过对衰减正弦波、合成小波等基本波形进行合成以满足冲击 响应谱的瞬态时域波形，从而使合成的瞬态时域波形对应的冲击响应谱在一定容 差范围内满足冲击试验制定的试验条件。
就目前的传统生成冲击响应谱时域信号的方法的而言，经典波形法的试验控 制技术虽然实现方式简单，但是往往无法模拟复杂且实际的冲击环境；波形综合 法虽然可以生成能够模拟复杂冲击环境的冲击响应信号，但是其波形在冲击作用 时间、冲击峰值等方面与实际冲击环境下的时域波形存在一定的差异，且合成过 程中需要对基本波形的幅值、时间和波形参数进行修正，修正的过程迭代次数较 多，操作复杂，因此，有必要提供一种新的基于LMD的冲击响应谱时域信号合成 的方法及装置，用以更好的模拟实际的冲击环境。
发明内容
本发明提供一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法及装置，其目的 是合成能够满足冲击试验条件的冲击响应谱时域波形，使合成的冲击响应谱时域 波形与实测的冲击信号更接近，能更好的模拟实际的冲击环境。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法，其改进之处在于，包括：
根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线，获取各PF 信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率；
根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量的时间-频率分布特 性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚类中心对应的时间- 频率分布特性曲线；
利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对应的幅值对所述各 聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正；
利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线合成冲击响应 谱时域信号。
优选的，所述根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线， 获取各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率，包 括：
按下式确定所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲 线FT_PFsi：
其中：i∈[1,N]，N为实测冲击信号的PF信号分量的个数，si(t)为第i个 PF信号分量的纯调频信号；
获取所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中的 各采样时刻对应的信号频率。
优选的，所述根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量的时间- 频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚类中心对 应的时间-频率分布特性曲线，包括：
将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为聚类中心，利用 K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻 对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心；
根据聚类中心中的采样时刻对应的信号频率获取所述各聚类中心对应的时 间-频率分布特性曲线；
其中，FH为所述参考冲击响应谱频率区间上限 值，FL为所述参考冲击响应谱频率区间下限值。
进一步的，所述将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为聚类 中心，利用K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中 各采样时刻对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心，包括：
按下式判断实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中 采样时刻t对应的信号频率Fsi,t是否属于第j个聚类中心：
其中：D(i,j,t)为Fsi,t与所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中 心频率Foctj的距离，D(i,j,t)＝|Fsi,t-Foctj|，Foctk为所述参考冲击响应谱频率区 间的第k个1/3倍频程中心频率。
优选的，所述利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对应的幅 值对所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正，包括：
若at,j满足|aj,t-Aj|＞ε，则将at,j替换为Aj；
若at,j不满足|aj,t-Aj|＞ε，则at,j不变；
其中，aj,t为第j个聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线中采样时刻t 对应的幅值，Aj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率 对应的幅值，ε为第一阈值。
优选的，所述利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线 合成冲击响应谱时域信号，包括：
按下式合成冲击响应谱时域信号ssyn(t)：
其中：为各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的叠加值，M为聚类中 心的个数，r(t)为修正信号，其中，r(t)需满足且r(t)的信号频率 Foctj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中 心频率，[Foctj/21/6,Foctj*21/6]为所述参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程带宽。
一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的装置，其改进之处在于，包括：
第一获取单元，用于根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特 性曲线，获取各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号 频率；
第二获取单元，用于根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量 的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚 类中心对应的时间-频率分布特性曲线；
修正单元，用于利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对应的 幅值对所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正；
合成单元，用于利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲 线合成冲击响应谱时域信号。
优选的，所述第一获取单元，包括：
第一确定模块，用于按下式确定所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的 时间-频率分布特性曲线FT_PFsi：
其中：i∈[1,N]，N为实测冲击信号的PF信号分量的个数，si(t)为第i个 PF信号分量的纯调频信号；
第一获取模块，用于获取所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间- 频率分布特性曲线中的各采样时刻对应的信号频率。
优选的，所述第二获取单元，包括：
第一获取模块，用于将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为 聚类中心，利用K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲 线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心；
第二获取模块，用于根据聚类中心中的采样时刻对应的信号频率获取所述各 聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线；
其中，FH为所述参考冲击响应谱频率区间上限 值，FL为所述参考冲击响应谱频率区间下限值。
进一步的，所述第一获取模块，用于：
按下式判断实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中 采样时刻t对应的信号频率Fsi,t是否属于第j个聚类中心：
其中：D(i,j,t)为Fsi,t与所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中 心频率Foctj的距离，D(i,j,t)＝|Fsi,t-Foctj|，Foctk为所述参考冲击响应谱频率区 间的第k个1/3倍频程中心频率。
优选的，所述修正单元，包括：
第一修正模块，用于若at,j满足|aj,t-Aj|＞ε，则将at,j替换为Aj；
第二修正模块，用于若at,j不满足|aj,t-Aj|＞ε，则at,j不变；
其中，aj,t为第j个聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线中采样时刻t 对应的幅值，Aj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率 对应的幅值，ε为第一阈值。
优选的，所述合成单元，用于：
按下式合成冲击响应谱时域信号ssyn(t)：
其中：为各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的叠加值，M为聚类中 心的个数，r(t)为修正信号，其中，r(t)需满足的信号频率 Foctj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中 心频率，[Foctj/21/6,Foctj*21/6]为所述参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程带宽。
本发明的有益效果：
本发明提供的技术方案，根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分 布特性曲线，获取各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的 采样频率；根据所述实测冲击信号的冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分 量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的采样频率进行聚类，并获取各 聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线；利用所述实测冲击信号的冲击响应谱 频率区间的1/3倍频程中心频率对应的幅值对所述各聚类中心对应的时间-频率 分布特性曲线的幅值进行修正；利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率 分布特性曲线合成冲击响应谱时域信号。基于本发明提供的技术方案，合成的冲 击响应谱时域波形波动较小，具有较好的平坦度，持续时间与实测冲击信号接近， 能够更好的模拟实际的冲击环境。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法的流程 图；
图2是本发明实施例中实测冲击信号s(t)的波形图；
图3是本发明实施例中实测冲击信号s(t)的冲击响应谱曲线与试验条件设 定的参考冲击响应谱曲线对比图；
图4是本发明实施例中实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性 曲线；
图5是本发明实施例中合成的时间-频率分布特性曲线合成冲击响应谱时域 信号波形；
图6是本发明实施例中合成的冲击信号的冲击响应谱曲线；
图7是本发明提供的一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的装置的结构 示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实 施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施 例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法，如图1所示，包 括：
101.根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线，获取各 PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率；
102.根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量的时间-频率分 布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚类中心对应的时 间-频率分布特性曲线；
103.利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对应的幅值对所 述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正；
104.利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线合成冲击 响应谱时域信号。
根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线，获取各PF 信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率，所述步骤 101，包括：
按下式确定所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲 线FT_PFsi：
其中：i∈[1,N]，N为实测冲击信号的PF信号分量的个数，si(t)为第i个PF信号分量的纯调频信号；
获取所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中的 各采样时刻对应的信号频率。
例如：实测冲击信号s(t)如图2所示，冲击试验的试验条件为：10Hz,0.8g； 160Hz,20g；2000Hz,20g。试验持续时间：≤3s，冲击响应谱容差：±3dB。实 测冲击信号s(t)的冲击响应谱曲线与试验条件设定的参考冲击响应谱如图3所 示。如图4所示，以实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线为 据，获取实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中采样时 刻t对应的信号频率Fsi,t。
根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线，获取各PF 信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率之后，需要根 据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线 中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚类中心对应的时间-频率分 布特性曲线，因此，所述步骤102，包括：
将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为聚类中心，利用 K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻 对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心；
根据聚类中心中的采样时刻对应的信号频率获取所述各聚类中心对应的时 间-频率分布特性曲线；
其中，FH为所述参考冲击响应谱频率区间上限 值，FL为所述参考冲击响应谱频率区间下限值。
进一步的，所述将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为聚类 中心，利用K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中 各采样时刻对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心，包括：
按下式判断实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中 采样时刻t对应的信号频率Fsi,t是否属于第j个聚类中心：
其中：D(i,j,t)为Fsi,t与所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中 心频率Foctj的距离，D(i,j,t)＝|Fsi,t-Foctj|，Foctk为所述参考冲击响应谱频率区 间的第k个1/3倍频程中心频率。
例如：参考冲击响应谱频率区间为[FL,FH],参考冲击响应谱频率区间的频率 个数为M个，相邻的两个中心频率比值关系为Foctj+1/Foctj＝21/3，每个中心频 率的1/3倍频程带宽为[Foctj/21/6,Foctj*21/6]。
将所述参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为聚类中心，利用 K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻 对应的采样频率进行聚类分析，通过迭代运算，将所有的采样频率分别聚集到M 个不同的频率类别中。
将第j个聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线中采样时间按顺序排列， 取采样时刻t对应的加速度aj,t作为新的幅值。
根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量的时间-频率分布特 性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚类中心对应的时间- 频率分布特性曲线，需要利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对 应的幅值对所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正，因 此，所述步骤103，包括：
若at,j满足|aj,t-Aj|＞ε，则将at,j替换为Aj；
若at,j不满足|aj,t-Aj|＞ε，则at,j不变；
其中，aj,t为第j个聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线中采样时刻t 对应的幅值，Aj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率 对应的幅值，ε为第一阈值。
对所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正之后，需 要利利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线合成冲击响应 谱时域信号，因此，所述步骤104，包括：
按下式合成冲击响应谱时域信号ssyn(t)：
其中：为各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的叠加值，M为聚类中 心的个数，r(t)为修正信号，其中，r(t)需满足的信号频率 Foctj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中 心频率，[Foctj/21/6,Foctj*21/6]为所述参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程带宽。
例如：修正信号需满足冲击试验开始和结束时刻台面的加速度、速度、位移 为0的条件，合成的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线合成冲击响应谱 时域信号如图5所示，其中合成的冲击信号的冲击响应谱曲线如图6所示。
一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的装置，如图7所示，其改进之处 在于，包括：
第一获取单元，用于根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特 性曲线，获取各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号 频率；
第二获取单元，用于根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量 的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚 类中心对应的时间-频率分布特性曲线；
修正单元，用于利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对应的 幅值对所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正；
合成单元，用于利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲 线合成冲击响应谱时域信号。
优选的，所述第一获取单元，包括：
第一确定模块，用于按下式确定所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的 时间-频率分布特性曲线FT_PFsi：
其中：i∈[1,N]，N为实测冲击信号的PF信号分量的个数，si(t)为第i个 PF信号分量的纯调频信号；
第一获取模块，用于获取所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间- 频率分布特性曲线中的各采样时刻对应的信号频率。
优选的，所述第二获取单元，包括：
第一获取模块，用于将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为 聚类中心，利用K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲 线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心；
第二获取模块，用于根据聚类中心中的采样时刻对应的信号频率获取所述各 聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线；
其中，FH为所述参考冲击响应谱频率区间上限 值，FL为所述参考冲击响应谱频率区间下限值。
进一步的，所述第一获取模块，用于：
按下式判断实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中 采样时刻t对应的信号频率Fsi,t是否属于第j个聚类中心：
其中：D(i,j,t)为Fsi,t与所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中 心频率Foctj的距离，D(i,j,t)＝|Fsi,t-Foctj|，Foctk为所述参考冲击响应谱频率区 间的第k个1/3倍频程中心频率。
优选的，所述修正单元，包括：
第一修正模块，用于若at,j满足|aj,t-Aj|＞ε，则将at,j替换为Aj；
第二修正模块，用于若at,j不满足|aj,t-Aj|＞ε，则at,j不变；
其中，aj,t为第j个聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线中采样时刻t 对应的幅值，Aj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率 对应的幅值，ε为第一阈值。
优选的，所述合成单元，用于：
按下式合成冲击响应谱时域信号ssyn(t)：
其中：为各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的叠加值，M为聚类中 心的个数，r(t)为修正信号，其中，r(t)需满足的信号频率 Foctj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中 心频率，[Foctj/21/6,Foctj*21/6]为所述参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程带宽。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算 机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软 件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计 算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、 光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品 的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或 方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框 的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机 或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可 编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个 流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指 令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得 在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从 而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或 多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制， 尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当 理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发 明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范 围之内。

Claims (12)

1.一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线，获取各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率；
根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线；
利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对应的幅值对所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正；
利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线合成冲击响应谱时域信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线，获取各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率，包括：
按下式确定所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线FT_PFsi：
其中：i∈[1,N]，N为实测冲击信号的PF信号分量的个数，si(t)为第i个PF信号分量的纯调频信号；
获取所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中的各采样时刻对应的信号频率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线，包括：
将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为聚类中心，利用K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心；
根据聚类中心中的采样时刻对应的信号频率获取所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线；
其中，FH为所述参考冲击响应谱频率区间上限值，FL为所述参考冲击响应谱频率区间下限值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为聚类中心，利用K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心，包括：
按下式判断实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中采样时刻t对应的信号频率Fsi,t是否属于第j个聚类中心：
其中：D(i,j,t)为Fsi,t与所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率Foctj的距离，D(i,j,t)＝|Fsi,t-Foctj|，Foctk为所述参考冲击响应谱频率区间的第k个1/3倍频程中心频率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对应的幅值对所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正，包括：
若at,j满足|aj,t-Aj|＞ε，则将at,j替换为Aj；
若at,j不满足|aj,t-Aj|＞ε，则at,j不变；
其中，aj,t为第j个聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线中采样时刻t对应的幅值，Aj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率对应的幅值，ε为第一阈值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线合成冲击响应谱时域信号，包括：
按下式合成冲击响应谱时域信号ssyn(t)：
其中：为各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的叠加值，M为聚类中心的个数，r(t)为修正信号，其中，r(t)需满足且r(t)的信号频率Foctj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率，[Foctj/21/6,Foctj*21/6]为所述参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程带宽。
7.一种基于LMD的冲击响应谱时域信号合成的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于根据实测冲击信号的各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线，获取各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率；
第二获取单元，用于根据参考冲击响应谱的频率区间对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，并获取各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线；
修正单元，用于利用参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率对应的幅值对所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的幅值进行修正；
合成单元，用于利用修正幅值后的各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线合成冲击响应谱时域信号。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元，包括：
第一确定模块，用于按下式确定所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线FT_PFsi：
其中：i∈[1,N]，N为实测冲击信号的PF信号分量的个数，si(t)为第i个PF信号分量的纯调频信号；
第一获取模块，用于获取所述实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中的各采样时刻对应的信号频率。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元，包括：
第一获取模块，用于将参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程中心频率作为聚类中心，利用K-MEANS聚类算法对所述各PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中各采样时刻对应的信号频率进行聚类，获取M个聚类中心；
第二获取模块，用于根据聚类中心中的采样时刻对应的信号频率获取所述各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线；
其中，FH为所述参考冲击响应谱频率区间上限值，FL为所述参考冲击响应谱频率区间下限值。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块，用于：
按下式判断实测冲击信号的第i个PF信号分量的时间-频率分布特性曲线中采样时刻t对应的信号频率Fsi,t是否属于第j个聚类中心：
其中：D(i,j,t)为Fsi,t与所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率Foctj的距离，D(i,j,t)＝|Fsi,t-Foctj|，Foctk为所述参考冲击响应谱频率区间的第k个1/3倍频程中心频率。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述修正单元，包括：
第一修正模块，用于若at,j满足|aj,t-Aj|＞ε，则将at,j替换为Aj；
第二修正模块，用于若at,j不满足|aj,t-Aj|＞ε，则at,j不变；
其中，aj,t为第j个聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线中采样时刻t对应的幅值，Aj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率对应的幅值，ε为第一阈值。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述合成单元，用于：
按下式合成冲击响应谱时域信号ssyn(t)：
其中：为各聚类中心对应的时间-频率分布特性曲线的叠加值，M为聚类中心的个数，r(t)为修正信号，其中，r(t)需满足且r(t)的信号频率Foctj为所述参考冲击响应谱频率区间的第j个1/3倍频程中心频率，[Foctj/21/6,Foctj*21/6]为所述参考冲击响应谱频率区间的1/3倍频程带宽。
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